张晓东，段朝晖，毛罕平，高洪燕，石 强，王亚飞，沈宝国，张 馨

·农业信息与电气技术·

利用太赫兹光谱技术构建番茄水分胁迫状态检测模型

张晓东1,2，段朝晖1,2，毛罕平1,2※，高洪燕1,2，石 强1,2，王亚飞1,2，沈宝国3，张 馨4

（1. 江苏大学农业工程学院，镇江 212013；2. 江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室，镇江 212013；3. 江苏航空职业技术学院，镇江 212134；4.北京农业智能装备技术研究中心，北京 100097）

快速检测番茄水分胁迫状态，对于科学有效地进行番茄的水肥管理，保障和提高番茄的产量和品质具有重要意义。该研究利用太赫兹光谱对水分极为敏感的特性，提出了基于太赫兹光谱技术的番茄水分胁迫状态的快速检测方法。试验利用太赫兹光谱系统获取不同水分胁迫番茄叶片的功率谱、吸光度及透射率频谱数据。采用（Savitzky-Golay, SG）算法对数据进行降噪，利用稳定性竞争自适应重加权（Stability Competitive Adaptive Reweighted Sampling, SCARS）算法进行了多维特征频段的提取；在此基础上，建立了叶片含水率功率谱、吸光度及透射率等单一维度下的多元线性回归（Multiple Linear Regression, MLR）模型。结果表明，太赫兹功率谱和吸光度与叶片含水率之间呈负相关；而透射率则随水分胁迫程度的提高逐渐升高，呈正相关。为了进一步提高模型的精度，使用支持向量机（Support Vector Machines, SVM）在融合3种维度太赫兹特征的基础上，建立了番茄含水率的融合预测模型，结果表明，预测集2达到0.951 4，RMSE为0.366 8，均高于单一维度检测模型，实现了番茄水分的快速检测。

水分；光谱；番茄叶片；太赫兹光谱；水分胁迫；特征提取；……